在現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)控制中，經(jīng)常要使用到編碼器。什么是編碼器？它又是如何工作的呢？今天這篇文章我們就來(lái)聊聊編碼器的工作原理并詳細(xì)討論下增量型編碼器。

編碼器，英文名稱“encoder”，它是一種能把距離（直線位移）和角度（角位移）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出的傳感器。編碼器通常用于工業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制中，用于測(cè)量并反饋被測(cè)物體的位置和狀態(tài)，如機(jī)床、機(jī)器人、電機(jī)反饋系統(tǒng)以及測(cè)量和控制設(shè)備等。

根據(jù)工作原理的不同，編碼器可分為光電編碼器（opticalencoder）、磁性編碼器（magneticencoder）、電感式編碼器（inductiveencoder）和電容式編碼（

capacitiveencoder）等等，使用最多的是光電編碼器。

光電編碼器（opticalencoder）的組成包括：連接軸（Shaft），碼盤（Codedisk），光源（LightSource），輸出電路（Outputcircuit）及外殼和連接法蘭等，如下圖：

連接軸與碼盤相連，并與被測(cè)物體相連，隨著被測(cè)物體（如電機(jī)）的轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，通過碼盤的光會(huì)發(fā)生明暗相間的變化，接收端的光敏元件會(huì)檢測(cè)到這種變化，并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)進(jìn)行輸出。

根據(jù)碼盤結(jié)構(gòu)的不同，編碼器又可以分為增量型編碼器和絕對(duì)編碼器，這篇文章我們主要討論增量型編碼器。

增量型編碼器，英文名稱“Incrementalencoder”，它的碼盤被分成大小相等的明暗相間的光柵，隨著碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，接收端會(huì)檢測(cè)到光的0和1的變化，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)脈沖向外輸出。通過對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)，就能確定位移的大小，如下圖：

為了區(qū)分正反轉(zhuǎn)及檢測(cè)零點(diǎn)，實(shí)際使用的碼盤比上圖要復(fù)雜些，通常包括三個(gè)部分：A相，B相和Z相，A相與B相相差1/4周期（相位差90度），可以用來(lái)區(qū)分正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)；Z相為單圈脈沖，碼盤轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一次，可以用作編碼器的參考零位，如下圖：

增量型編碼器的輸出波形如下圖：

由于采用脈沖計(jì)數(shù)的方式，增量型編碼器在測(cè)量前必須先尋找參考零位，因此它的測(cè)量結(jié)果是相對(duì)的。另外增量型編碼器的數(shù)據(jù)斷電后會(huì)丟失。

為了克服增量型編碼器的缺點(diǎn)，絕對(duì)編碼器便應(yīng)運(yùn)而生了，我們將在下一篇文章介紹絕對(duì)編碼器的相關(guān)知識(shí)。